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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Bremsstrahlung


rene.eichler2
10.05.16, 09:49
Hallo

Meine Frage:
Wenn ein Elektron und ein Proton mit gleicher Geschwindigkeit im Kreis rotieren, etwa so wie die Teilchen im Teilchenbeschleuniger am Cern, senden dann beide genau die gleiche Bremsstrahlung aus?
Also ist die Wellenlänge der Bremsstrahlung gleich groß ?

Also sagen wir mal das Elektron und auch das Proton fliegen mit 1/2 c auf einer Kreisbahn von 2km Durchmesser, senden sie dann Strahlung mit genau gleicher Frequenz aus?

Wenn Jemand dazu eine Formel hat, woraus man es erkennen kann, würde ich mich freuen.

Gruß René

Hawkwind
10.05.16, 10:03
Dazu brauchst du keine Formel. Dass das so ist, folgt aus der Teilchen-Antiteilchen-Symmetrie ("PC"), die von der elm. WW exakt eingehalten wird.

rene.eichler2
10.05.16, 10:06
das Elektron ist aber doch nicht das Antiteilchen vom Proton.

rene.eichler2
10.05.16, 11:45
Ich wills mal etwas näher erklären

Ein Proton hat eine um ein Vielfaches höhere Masse als ein Elektron.
Wenn beide gleich schnell fliegen, muss man doch bei dem massereicheren Teilchen viel mehr Kraft aufwenden um es von seiner geradlinigen Flugbahn genau so weit abzulenken, als das leichtere Elektron.
Das müsste doch dann auch Unterschiede in der Bremsstrahlung ergeben.

rene.eichler2
10.05.16, 16:48
Ich habe eine Grafik und eine Formel gefunden.
Vielleicht hilft die ja weiter.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1e/Bremsstrahlung.svg/220px-Bremsstrahlung.svg.png

Die Formel ist:

h*f = E1-E2

Wenn E1 und E2 aber gleich groß sind, wäre h*f = 0 also gebe es kein Photon (Bremsstrahlung), oder?

Hawkwind
10.05.16, 18:02
das Elektron ist aber doch nicht das Antiteilchen vom Proton.


Sorry, ich hatte "Positron" gelesen. Nehme alles zurück.

Infos findest du z.B. hier, denn die Synchrotronstrahlung ist derselbe Effekt wie Bremsstrahlung:
https://de.wikipedia.org/wiki/Synchrotronstrahlung


Auch wird ersichtlich, warum für Synchrotronstrahlungsquellen immer die leichtesten geladenen Teilchen eingesetzt werden: Aufgrund der geringeren Masse ist die abgestrahlte Energie bei Elektronen und Positronen im Vergleich zu den leichtesten Ionen, den Protonen, um 13 Größenordnungen höher.


Dort gibt es auch einige Formeln.

Ich
10.05.16, 19:18
...wobei man vielleicht zur ersten Formel erläuternd dazusagen sollte, dass die abgestrahlte Energie bei gegebener Geschwindigkeit ausschließlich von der Ladung abhängt, nicht von der Masse.

Hawkwind
11.05.16, 08:59
...wobei man vielleicht zur ersten Formel erläuternd dazusagen sollte, dass die abgestrahlte Energie bei gegebener Geschwindigkeit ausschließlich von der Ladung abhängt, nicht von der Masse.

Stimmt - man muss ein bisschen aufpassen bei der Interpretation der Formeln.
Mein Zitat

Auch wird ersichtlich, warum für Synchrotronstrahlungsquellen immer die leichtesten geladenen Teilchen eingesetzt werden: Aufgrund der geringeren Masse ist die abgestrahlte Energie bei Elektronen und Positronen im Vergleich zu den leichtesten Ionen, den Protonen, um 13 Größenordnungen höher.

wurde abgeleitet aus der Formel

https://upload.wikimedia.org/math/2/e/2/2e265f647d035057df620962a333dda5.png

und ist eher so zu interpretieren: bei gleicher kinetischer Energie E strahlt ein leichtes geladenes Teilchen auf derselben Kreisbahn viel stärker als ein schweres. "E" ist im wesentlichen das, was die Synchrotronbetreiber dem E-Werk zu zahlen haben.
Für gleiches v dagegen strahlen beide gleich viel. Es kostet den Betreiber aber viel mehr, dieses v für ein schweres Teilchen zu erreichen.
Letztere war ja wohl Renes Frage.

rene.eichler2
11.05.16, 10:42
Ich habe mal noch eine Frage zu dem Thema.

Wodurch lässt sich Bremsstrahlung von anderen Arten von Röntgenstrahlung unterscheiden?

Also, mal angenommen ein Magnetar sendet Röntgenstrahlung aus.
Kann man irgendwie erkennen ob es sich um Bremsstrahlung oder irgendeine andere Ursache handelt?

Gruß

TomS
11.05.16, 13:15
Ich kann das im Fall astronomischer Quellen nicht beurteilen, aber die eigtl. Synchrotronstrahlung hat ein spezielle Winkelcharakteristik sowie Polarisation.

rene.eichler2
11.05.16, 15:33
Mir ging es aus einem bestimmten Grund darum.

Jemand will mir weis machen, dass Pulsare oder Magnetare keine Bremsstrahlung aussenden, weil Pulsare aus gleich vielen Elektronen und Protonen bestehen und die Bremsstrahlung der Elektronen die Bremsstrahlung der Protonen genau überlagern und sich gegenseitig aufheben. Also es käme zu einer destruktiven Intefferenz.

Ein Pulsar würde nur dann Bremsstrahlung aussenden wenn er elektrisch geladen ist, also aus mehr Elektronen wie Protonen besteht.

Vielleicht kennt sich da ja Jemand aus.

Gruß

Hawkwind
11.05.16, 16:13
Die beobachtete Pulsarstrahlung erklärt sich m.W. im wesentlichen tatsächlich durch Synchrotronstrahlung, verursacht durch Elektronen und Positronen in der umgebenden Magnetosphäre des Neutronensterns. Aber auch andere geladene Teilchen in der Magnetosphäre können eine Rolle spielen (Protonen, Ionen, ...).

Die Bremsstrahlung ungleichnamiger Ladungen löscht sich nicht aus; diese Teilchen verlieren durch den Effekt ja Energie. Diese muss irgendwo bleiben - sie wird abgestrahlt.

rene.eichler2
11.05.16, 16:22
wie ist das eigentlich bei Interferometrie also wenn sich 2 Wellen gegenseitig auslöschen.
Also 2 Photonen.

Die Energie der Photonen kann ja nicht einfach verschwinden.

Hawkwind
11.05.16, 18:59
wie ist das eigentlich bei Interferometrie also wenn sich 2 Wellen gegenseitig auslöschen.
Also 2 Photonen.

Die Energie der Photonen kann ja nicht einfach verschwinden.

Mein Verständnis:

2 Wellen löschen sich nie komplett global aus; es gibt vielmehr Bereiche, in denen sie konstruktiv interferieren und solche, wo sie destruktiv interferieren, siehe z.B. Beugung am Spalt. Es kann sein, dass 2 Wellen entgegengesetzt laufen und ein Wellenberg der einen auf ein Tal der anderen trifft, dann gibt es dort kurzzeitige Auslöschung der Feldstärke-Auslenkungen: die Energien laufen aber durch diesen Bereich hindurch und gehen nicht verloren.

Wenn bei einem Prozess ein Photon abgestrahlt wird, dann ist das keine unendliche ebene Welle sondern eher ein elm. Puls - ein nach vorne und hinten abklingender Wellenberg, der sich im Raum fortpflanzt. Wenn 2 solcher Photonen aufeinander treffen, dann durchdringen sie sich ungestört, auch wenn da kurzzeitig in einem Raumbereich keine elm. Feldstärke mehr zu messen ist.

Erst ein kontinuierlicher Strom von Photonen kommt einer ebenen Welle nahe.

mojorisin
16.05.16, 14:37
Hallo an Alle, Hallo Rene,

ich will hier ein paar Sachen klarstellen, da du hier leider nur die halbe Geschichte erzählst:

Jemand will mir weis machen, dass Pulsare oder Magnetare keine Bremsstrahlung aussenden, weil Pulsare aus gleich vielen Elektronen und Protonen bestehen und die Bremsstrahlung der Elektronen die Bremsstrahlung der Protonen genau überlagern und sich gegenseitig aufheben. Also es käme zu einer destruktiven Intefferenz.

Rene meint das Neutronensterne aufgebaut sind aus Antimateriekernen und Materiehüllen und elektrisch geladen sind (Größenordungnen 10^33 C). (Diskussion aus dem Allmystery-Forum).

Ich habe dann gesagt, wenn das der Fall wäre, würden solche Objekte charakteristische Strahlung aussenden aufgrund der beschleunigten Oberflächenladungen. Da man das nicht entdeckt hat muss seine Annahme falsch sein.

Dann ging die ganze Diskussion in los in der Rene zeigen wollte das Atome ja auch aus Ladungen bestehen und somit dann auch diese Strahlung aussenden würden. Ich habe dann gesagt das die Beschlunigung auf positive Kerne und Elektronen exakt dieselbe ist und sich diese Strahlung exakt aufhebt (destruktive Interferenz). Ein andere Ansatz wäre das Modell, dass das elektrische Feld eines Atoms im statischen Fall sich exakt zu null überlagert, und somit auch bei Beschleunigung keine Störung ausbreiten kann.

Kurz auf den Punkt. Ich sage stark elektrische geladen kosmische Objekte existieren nicht denn sonst hätte man sie längst gefunden aufgrund:

1. Charakteristische Abstrahlung aufgrund beschleunigter Oberflächenladungen
2. Einfall von Plasma

Vielleicht liege ich aber auch falsch, dann würde ich mich freuen über Richigstellungen, dann kann ich noch was dazulernen.

JoAx
16.05.16, 17:05
Rene meint das Neutronensterne aufgebaut sind aus Antimateriekernen und Materiehüllen und elektrisch geladen sind

Ja, dann ist sein Aufbau mit Synchrotronstrahlung nicht adäquat.

Synchrotronstrahlung impliziert, dass el. Ladungen durch ein EM-Feld auf der Bahn gehalten werden, während ein Neutronenstern natürlich durch Gravitation zusammengehalten wird. In diesem Fall strahlen positive und negative Ladungen gleich gut, so zu sagen.

rene.eichler2
17.05.16, 13:02
1. Charakteristische Abstrahlung aufgrund beschleunigter Oberflächenladungen

Die Abstrahlung nennt sich Synchrotronstrahlung und die wird auch bei Neutronensternen beobachtet.

Und außerdem stimmen die 10^33 C nicht, die gelten für Saggittarius A für Neutronensterne liegt der Wert etwa bei 10^15-10^16 C

2. Einfall von Plasma
Wird ebenfalls beobachtet.

Wenn dabei eine Strahlung entstehen würde, die nicht beobachtet wird, die es aber geben müsste wenn ein Neutronenstern elektrisch geladen wäre, lass ich mich gern überzeugen.

Gruß

mojorisin
17.05.16, 17:18
Die Abstrahlung nennt sich Synchrotronstrahlung und die wird auch bei Neutronensternen beobachtet.

Ja da wird Synchrotronstrahlung beobachtet, die stammt aber von einfallendem Plasma in das Magnetfeld des Neutronensterns. Dieses Plasma wird in dem Magnetfeld beschluneigt und strahlt Synchrotronstrahlung ab.

Man beobachtet aber keine Strahlung die von rotierenden Oberflächenladungen kommen. Und die hätte man bei einem geladenen kosmischen Objekt.

Jetzt gibt es zwei Möglichkeiten:

1. Der Grund für die ausbleibende Strahlung ist, dass es gibt keine geladenen, rotierenden kosmischen Objekt gibt im Einklang mit den bekannten physikalischen Gesetzen.

2. Geladene, rotierende Objekte gibt es schon, nur emittieren sie kein Strahlung der rotierenden Oberflächenladung entgegen unsere bekannten Physik.

Möglichkeit 2 fällt natürlich raus.

rene.eichler2
18.05.16, 09:43
Man beobachtet aber keine Strahlung die von rotierenden Oberflächenladungen kommen. Und die hätte man bei einem geladenen kosmischen Objekt.

Woher willst du das wissen?
Die Oberflächenabstrahlung könnte ja geringer sein als die Synchrotronstrahlung, die durch einfallendes Plasma entsteht und würde von ihr überstrahlt.

mojorisin
18.05.16, 10:43
Die Oberflächenabstrahlung könnte ja geringer sein als die Synchrotronstrahlung, die durch einfallendes Plasma entsteht und würde von ihr überstrahlt.

Das würde man durch Spektralanalyse sehr genau herausfinden können. Ein rotierendes geladenes Objekt hätte eine sehr spezifische Signatur die sich bemerkbar machen würde.

rene.eichler2
18.05.16, 11:05
Dann erkläre bitte mal wie diese spezifische Signatur aussehen sollte.

Nur mal zur info.

Pulsare habe sehr starke Magnetfelder.
Die Magnetfeldachse liegt laut heutiger Wissenschaft auf der Jetachse.
Rotiert also in einem anderen Winkel als der Pulsar selbst.

Die Teilchen auf der Pulsaroberfläche bewegen sich sehr schnell in einem Magnetfeld und da wo sie sich senkrecht zu den Magnetfeldlinien bewegen senden sie ebenfalls Synchrotronstrahlung aus.
Wie willst du diese Strahlung von der Strahlung, die du bei einem elektrisch geladenen Objekt erwartest, unterscheiden.
Außerdem lassen sich Pulasre optisch noch garnicht auflösen, deshalb kann man nur schwer sagen, woher welche Strahlung von einem Pulsar kommt.

mojorisin
18.05.16, 16:06
Die Teilchen auf der Pulsaroberfläche bewegen sich sehr schnell in einem Magnetfeld und da wo sie sich senkrecht zu den Magnetfeldlinien bewegen senden sie ebenfalls Synchrotronstrahlung aus.

Ok, ich gebe zu das die Interaktionen komplizierter werden. Zusätzlich ist die Komposition eines Neutronensterns nicht einfach mit Neutronen errklärbar sodass man an der Oberfläche von Ionen ausgehen kann (Eventeuell auch von einem Plasmateil). D.h. man hat ein leitfähiges Gebilde das sich im (extremen) Magnetfeld dreht. Dadurch bilden sich auch u.a. Hall Spannungen aus.

Ich denke der Einwand der Rotationsbedingten Abstrahlung von Ladungsträger and der Oberfläche, ist vielleicht nicht der Beste. Aber es gibt eben keinerlei Hinweise das Neutronensterne oder schwarze Löcher elektrisch geladen sind. Zumindest habe ich nichts davon gehört.

rene.eichler2
19.05.16, 11:33
Im anderen Forum hatten wir das Thema ja schonmal es gibt anzeichen, dazu bist du aber leider nicht eingegangen.

http://pasj.oxfordjournals.org/content/59/sp1/S245.full

Mit den Satelliten Suzaku und ASCA hat man die Fluoreszenz von Eisenatomen an der Oberfläche der Akkretionsscheibe von Srg A beobachtet, und ein verschieben und verschmieren der charakteristischen Wellenlänge festgestellt. Die einzige schlüssige Erklärung liegt für die Wissenschaftler im Lense-Thirring-Effekt

Es gibt eine weitere schlüssige Erklärung für den beobachteten Effekt.
Diese Erklärung wurde leider von den Wissenschaftlern nicht in betracht gezogen.
Es handelt sich um den https://de.wikipedia.org/wiki/Stark-Effekt

Atome die sich in einem starken elektrischen Feld bewegen, haben verschobene und verbreiterte Spektrallinien.
Die Sagittarius A ja laut meiner Theorie sehr stark elektrisch geladen ist, ist es kein Wundern, dass Atome die sich in der Nähe des SL bewegen sich durch ein starkes elektrisches Feld bewegen und diese Spektren aussenden.

Hawkwind
19.05.16, 13:22
Mit Bewegung hat der Stark-Effekt nun nichts zu tun; ein angelegtes elektrische Feld spaltet energie-entartete Niveaus auf und verschiebt sie ein wenig; das ist der Stark-Effekt. Verbreitert werden sie nicht durch den Stark-Effekt. Das lernt man in jeder Einführungsvorlesung in die Quantenmechanik.
Das wissen sogar die Wissenschaftler, die diesen Report publiziert haben.

In dem Artikel habe ich auf Anhieb überhaupt nichts zu einer beobachteten Aufspaltung gefunden. Was soll also der Stark-Effekt hier?

Wo in dem Artikel ist denn überhaupt vom Lense-Thirring-Effekt die Rede?
Es wäre nicht schlecht, die Artikel, auf die man verweist, auch zu lesen. :)
Das Fazit des Artikels findest du unter "5. Summary". Da werden v.a. die gemssenen Fakten zusammengefasst, aber auch ein paar Schlussfolgerungen angeboten. Dabei geht es v.a. um die thermischen Eigenschaften des Plasma.
Thermische Bewegung verbreitert natürlich Spektrallinien.